JPH0998036A - 復調装置 - Google Patents

復調装置

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JPH0998036A
JPH0998036A JP7277206A JP27720695A JPH0998036A JP H0998036 A JPH0998036 A JP H0998036A JP 7277206 A JP7277206 A JP 7277206A JP 27720695 A JP27720695 A JP 27720695A JP H0998036 A JPH0998036 A JP H0998036A
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力信号の情報の欠落を生じることなくA/
D変換を行うために、入力信号の振幅を単に圧縮する
と、A/D変換器での識別範囲が狭くなり、実効精度が
低下して量子化雑音が増大される。 【解決手段】 可変利得増幅器11で増幅され、復調器
12で復調されたアナログ信号の振幅を非線形な入出力
特性を有する圧縮器13で圧縮し、これをA/D変換器
14でデジタル信号に変換する。また圧縮器13と逆の
非線形な入出力特性の伸長器15で振幅を伸長し、等化
器16での等化を行う。特に、信号点範囲外での圧縮率
(圧縮された振幅/元の振幅)を信号点範囲内よりも小
さくすることで、信号点範囲内の量子化を過度に粗くす
る必要がなくなり、量子化雑音の増加を抑えつつA/D
変換器の識別範囲の拡大を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はデジタル無線通信に
用いられる復調装置に関し、特にフェージング等に起因
する波形歪みを等化するデジタル等化器を備えた復調装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、デジタル無線通信システムにおい
て、周波数の利用効率を高めるため、変調方式の多値化
が進められている。一方、多値数が増すにつれてフェー
ジング等による伝送路歪みの影響が大きくなる。この伝
送路歪みに起因する符号間干渉等を除去するため、等化
器による波形等化が行われている。よく知られている等
化器の一つとして、ベースバンド帯でのデジタル信号処
理により実施されるトランスバーサル等化器がある。こ
の等化器の入力はアナログ・デジタル(A/D)変換さ
れたデジタル信号を用いるが、等化前のためにディジタ
ル信号には干渉成分がそのまま含まれている。一方、等
化器により波形等化を行うためには、干渉が加わった変
調信号を情報の欠落を起こさないようA/D変換する必
要がある。つまり、A/D変換器の入力信号の識別点で
の振幅が常にA/D変換器の識別可能な範囲に入るよう
にしなければならない。
【0003】しかしながら、干渉が加わることにより、
A/D変換器の入力信号の振幅は本来の変調信号の信号
点よりも大きくなってしまう。例えば、図3に4値の振
幅をもつアナログベースバンド信号の信号点を示す。図
3(a)のように、符号間干渉がない場合には各信号点
は当然A/Dの識別範囲内に納まっている。しかし、符
号間干渉が発生した場合には、例えば、最大振幅信号に
干渉成分が付加されると振幅はさらに大きくなり、A/
Dの識別範囲を越えてしまう。識別範囲を越えた信号は
デジタル信号値としては最大値に張りついてしまい、干
渉成分の大きさを正しく認識できない。その結果、等化
器による波形等化能力が大きく劣化する。
【0004】そこで、従来の方式では、定常時のA/D
変換器の入力信号を識別点でのA/D識別範囲よりも小
さくすることにより、干渉が加わったときも信号の振幅
がA/D変換器の識別範囲を越えないようにしたものが
提案されている。例えば、特開昭63−119331号
公報では、図5に示すように、ベースバンド帯トランス
バーサル型等化器を用いた復調装置が提案されており、
端子1より入力されたIF帯の変調波は、先ず制御信号
により利得の変化する可変利得増幅器11を通り、次に
復調器12により検波されてベースバンドアナログ信号
が出力される。このベースバンドアナログ信号は、A/
D変換器14でデジタル信号に変換された後、等化器1
6に入力され、波形等化が行われる。等化器の出力信号
は乗算器17により予め設定した係数Cが乗ぜられ、端
子2より出力される。
【0005】例えば、4値の振幅をもつ信号の場合に
は、出力信号の上位2ビットが復調データ信号である。
そこで、制御回路18は乗算器17の出力信号と、図4
(a)に示した標準信号点の基準値とのずれを検出し、
そのずれが0になるように可変利得増幅器の利得を制御
する。したがって、A/D変換器14の入力信号の識別
点での振幅は、基準値に対して先の係数Cの逆数倍とな
る。
【0006】例えば、C=2のとき、A/D変換器14
の識別点での振幅は、図4(b)に示す1/2信号点と
なるように可変利得増幅器11の利得が制御される。こ
の場合、符号間干渉がない状態では、A/D変換器14
は識別範囲の半分しか使用していない。変調波に干渉成
分が加わったときアナログベースバンド信号の信号点に
も干渉成分が加わるが、識別範囲に余裕があるため、さ
らに同程度の振幅をもつ干渉が加わっても、まだ識別範
囲を越えることはない。つまり、干渉成分の情報を欠落
することなくA/D変換することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
の復調装置では、A/D変換器の入力の振幅を小さくし
ているため、A/D変換器の実効精度が低下し、それに
伴い誤り率が劣化する。例えば、A/D変換器の入力の
振幅を標準状態の1/2に絞ったとき、実効精度は1ビ
ット低下し、A/D変換での量子化雑音が6dB増大す
ることになる。本発明の目的は、A/D変換器における
識別範囲を有効に利用して誤り特性の劣化を防止するこ
とを可能にした復調装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の復調装置は、入
力されるアナログ信号の振幅を制御信号に基づいて変化
させる可変利得増幅器と、増幅された信号を検波してベ
ースバンド信号を出力する復調器と、復調された信号の
振幅を非線形な入出力特性で圧縮する圧縮器と、振幅圧
縮された信号をデジタル信号に変換するA/D変換器
と、変換されたディジタル信号の振幅を前記圧縮器と逆
の非線形な入出力特性で伸長する伸長器と、伸長された
信号に含まれる符号間干渉成分を等化する等化器と、こ
の等化器の出力信号の振幅と基準となる振幅との差を検
出してその差が0となるように前記可変利得増幅の利得
を制御する制御信号を出力する制御回路とを備えること
を特徴とする。
【0009】ここで、圧縮器の入出力特性は、干渉成分
を含む信号をA/D変換器の識別範囲を越えない範囲に
その振幅を圧縮する特性であり、かつ本来の多値信号点
範囲内の圧縮率(圧縮された振幅/圧縮前の振幅)より
も信号点範囲外の圧縮率を小さくすることが特徴とされ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の一実施形態のブロッ
ク図であり、ここでは簡便のため1次元の振幅の変化
(4値)により情報を伝達する4値振幅シフトキーイン
グ(ASK)方式の場合について説明する。端子1より
入力されたIF帯の変調波は可変利得増幅器11を通
り、次に復調器12により検波されてベースバンドアナ
ログ信号が出力される。このベースバンドアナログ信号
は、A/D変換を行う前に圧縮器13により振幅制限が
行われる。振幅制限特性として種々考えられるが、基本
的には多値信号本来の信号点範囲内に比較し、信号点範
囲外の圧縮率を大きくする。
【0011】圧縮器13より圧縮されたアナログ信号
は、A/D変換器14によりA/D変換される。A/D
変換されたデジタル信号は、圧縮器13と逆の入出力特
性をデジタル信号処理にて実現する伸長器15に入力さ
れる。ここで、前記圧縮器13により圧縮された振幅を
伸長する。
【0012】等化器16は伸長されて復元されたベース
バンドデジタル信号を入力として符号間干渉成分の等化
を行い、端子2より等化後信号を出力する。例えば、4
値の振幅をもつ信号の場合には、出力信号の上位2ビッ
トが復調データ信号である。制御回路18は乗算器の出
力信号と図4(a)に示した標準信号点の基準値とのず
れを検出し、そのずれが0になるよう可変利得増幅器1
1の利得を制御する。
【0013】ここで、前記圧縮器13においては、例え
ば、図2(a)に示す入出力圧縮特性とされる。この特
性では、標準信号点の場合のA/D変換器14の識別範
囲を±1に正規化したとき、入力振幅範囲が±3/4以
内の場合に入力と等振幅を出力し、±3/4を越える場
合にはそれ以上の振幅を1/5に圧縮して出力する。つ
まり、この圧縮器を用いることにより、A/D変換器1
4の識別範囲を正規化振幅±2の範囲に拡大することが
できる。
【0014】また、前記伸長器15においては、図2
(b)に示す入出力伸長特性とされる。すなわち、入力
振幅範囲が±3/4以内の場合は、入力と等振幅を出力
し、±3/4を越える場合にはそれ以上の振幅を5倍に
伸長して出力する。
【0015】ここで、デジタル変調の符号誤り特性を考
える。符号間干渉が発生していない場合には、伝送シン
ボルの誤りは主に熱雑音に起因する。熱雑音源は白色ガ
ウシアンノイズであると仮定できるため、シンボル誤り
は主に隣接シンポル間で発生する。つまり、熱雑音に対
するA/D変換器の量子特性は、隣接シンポル間でのみ
有効である。図2(a)に示した圧縮特性では、シンポ
ル間の値の識別に寄与する振幅値(正規化値±3/4以
内)を変化させていないため、標準信号点の場合と同様
の符号誤り率特性が得られる。従来例で示した1/2信
号点を使用する復調装置と比べると、量子化雑音の値は
約半分となる。
【0016】また、符号間干渉が発生している場合、伝
送シンポル誤りは符号間干渉により発生する。圧縮及び
伸長を行うことにより、等化器入力の符号間干渉成分は
ほぼ保存されている。図2の圧縮・伸長特性をもつ本発
明の復調装置は、従来の復調装置と同じ識別範囲を有す
るため、等化能力も同程度が期待できる。但し、正規化
振幅±3/4を越える振幅信号は、正規化振幅3/4以
内の振幅信号と比較して量子化雑音の影響が大きい。過
度の圧縮は量子化雑音を増大させるので、波形等化に影
響を与えない程度に圧縮比を決める必要がある。この圧
縮比を決めるには、変調多値数、符号間干渉量、A/D
変換器の量子化ビット数を考慮にいれる必要がある。
【0017】図3(a)及び(b)に圧縮器及び伸長器
の他の実施形態の入出力特性を示す。符号間干渉量が大
きな伝送路で使用する復調装置の場合には、例えば4値
の正規信号点の振幅範囲内(正規化振幅±3/4以内)
を圧縮率2/3、正規信号点の振幅範囲外(正規化振幅
±3/4以内)を圧縮率1/5とする。この場合、A/
D変換器の識別範囲を正規化振幅±13/4まで拡大す
ることができ、識別範囲が正規化振幅±2である従来例
と比較して、より大きな符号間干渉補償特性を得ること
ができる。また、この場合、A/D変換器にて発生する
量子化雑音値は圧縮率1/2である従来例と比較して3
/4に減少する。
【0018】なお、前記実施形態では、1次元の振幅の
変化(4値)により情報を伝達する4値振幅シフトキー
イング(ASK)方式の場合について示したが、同様の
構成によりその他多値ASK方式や、2次元の直交多値
振幅変調(QAM)方式に適用することができることは
言うまでもない。
【0019】また、圧縮器及び伸長器における入出力特
性、特に圧縮率、伸長率等の圧縮特性は、状況に応じて
適宜に設定することができる。したがって、伝送路に合
わせた最適な形で圧縮特性を与え、前記し量子化雑音の
増加を抑制しつつA/D変換器の識別範囲を有効に使用
することができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、入力アナ
ログ信号の振幅を非線形な入出力特性で圧縮し、この振
幅圧縮された信号をデジタル信号に変換した上で、圧縮
器と逆の非線形な入出力特性で変換されたディジタル信
号の振幅を伸長する系を備えているので、多値信号本来
の信号点範囲内の量子化を過度に粗くすることなく、A
/D変換を実行し、量子化雑音の増加を抑え、誤り率特
性の劣化を防ぎつつ、A/D変換器の識別範囲の拡大を
達成し、好適な波形歪みの等化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の復調装置の一実施形態のブロック図で
ある。
【図2】圧縮器と伸長器の各入出力特性の一例を示す図
である。
【図3】圧縮器と伸長器の各入出力特性の他の例を示す
図である。
【図4】A/D変換における4値信号の標準信号点と1
/2信号点を示す図である。
【図5】従来の復調装置の一例を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
11 可変利得増幅器 12 復調器 13 圧縮器 14 A/D変換器 15 伸長器 16 等化器 18 制御回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されるアナログ信号の振幅を制御信
    号に基づいて変化させる可変利得増幅器と、増幅された
    信号を検波してベースバンド信号を出力する復調器と、
    復調された信号の振幅を非線形な入出力特性で圧縮する
    圧縮器と、振幅圧縮された信号をデジタル信号に変換す
    るアナログ・デジタル変換器と、変換されたディジタル
    信号の振幅を前記圧縮器と逆の非線形な入出力特性で伸
    長する伸長器と、伸長された信号に含まれる符号間干渉
    成分を等化する等化器と、この等化器の出力信号の振幅
    と基準となる振幅との差を検出してその差が0となるよ
    うに前記可変利得増幅の利得を制御する制御信号を出力
    する制御回路とを備えることを特徴とする復調装置。
  2. 【請求項2】 入力信号は多値振幅シフトキーイング信
    号または直交多値振幅変調信号である請求項1の復調装
    置。
  3. 【請求項3】 圧縮器の入出力特性は、干渉成分を含む
    信号をアナログ・デジタル変換器の識別範囲を越えない
    範囲にその振幅を圧縮する特性であり、かつ本来の多値
    信号点範囲内の圧縮率(圧縮された振幅/圧縮前の振
    幅)よりも信号点範囲外の圧縮率を小さくする請求項2
    の復調装置。
  4. 【請求項4】 信号点範囲内は圧縮率を1とし、信号点
    範囲外は1よりも小さい値とする請求項3の復調装置。
  5. 【請求項5】 アナログ・デジタル変換器の識別範囲に
    対し、±3/4以内の入力振幅範囲の圧縮率を1とし、
    ±3/4を越える範囲の圧縮率を1/5とする請求項4
    の復調装置。
  6. 【請求項6】 アナログ・デジタル変換器の識別範囲に
    対し、±3/4以内の入力振幅範囲の圧縮率を2/3と
    し、±3/4を越える範囲の圧縮率を1/5とする請求
    項4の復調装置。
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